{"id":22516,"date":"2024-02-22T07:00:00","date_gmt":"2024-02-22T06:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/highest-darmstadt.de\/?p=22516"},"modified":"2025-05-31T20:10:57","modified_gmt":"2025-05-31T18:10:57","slug":"effizientere-e-autos-dank-gangschaltung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/highest-darmstadt.de\/de\/news\/sucess-story\/effizientere-e-autos-dank-gangschaltung\/","title":{"rendered":"Effizientere E-Autos dank Gangschaltung"},"content":{"rendered":"\n\n\n\n\n
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Elektroautos fahren \u00fcblicherweise mit einem Gang. Das Start-up InnoShiftIng ist \u00fcberzeugt: Ein optimiertes Mehrganggetriebe mit ihrem innovativen Schaltungssystem hat ein gro\u00dfes Einsparpotenzial in Batterie- und Motorgr\u00f6\u00dfe bzw. erlaubt eine h\u00f6here Reichweite.<\/b><\/p>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n \n

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Klassische Benziner oder Diesel ben\u00f6tigen ein Getriebe mit verschiedenen G\u00e4ngen, um die Motor-Drehzahl einigerma\u00dfen konstant zu halten. Elektromotoren hingegen liefern ihre Kraft \u00fcber einen extrem weiten Bereich: Ihre Drehzahl liegt bei \u00fcber 15.000 Umdrehungen pro Minute – das Dreifache eines Verbrennungsmotors. Sie besitzen bei niedrigen ebenso wie bei hohen Umdrehungen ein \u00e4hnliches Drehmoment. Elektroautos fahren daher bisher \u00fcblicherweise mit einem Eingang-Getriebe, das die Drehzahl des Motors um einen festen Faktor verringert, meist auf ein Zehntel.<\/p>\n <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n \n \n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/section>\n\n\n\n\n\n

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\n Schaltung erh\u00f6ht Effizienz <\/h3>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n
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Dennoch entwickelte Daniel Sch\u00f6neberger w\u00e4hrend seiner Promotion ein Schaltungssystem speziell f\u00fcr elektrische Antriebe. Der Mechatroniker ist \u00fcberzeugt, dass dies die Effizienz von Elektroautos erh\u00f6hen kann: \u201eDamit lassen sich f\u00fcnf bis zehn Prozent Energie einsparen.\u201c Das bedeutet eine entsprechend kleinere, leichtere und damit umweltfreundlichere Batterie \u2013 oder eine entsprechend h\u00f6here Reichweite. Das Kernelement des Schaltungssystems ist der Aktor, der den Schaltvorgang ausf\u00fchrt. Er \u00fcbernimmt bei einem Automatikgetriebe das Wechseln der G\u00e4nge, wie man es von einem klassischen Schaltgetriebe kennt. Bei Verbrennungsmotoren mit Automatikgetriebe werden die Drehzahlen mechanisch synchronisiert, in einem Elektroauto l\u00e4sst sich dies mit Hilfe des Elektromotors regulieren.<\/p>\n

Diesen Effekt demonstrieren Sch\u00f6neberger und sein Gesch\u00e4ftspartner Daniel Franz in der gro\u00dfen Versuchshalle des Instituts f\u00fcr Mechatronische Systeme (IMS) der TUDa. Schon von weitem ist ihr Logo \u201eInnoShiftIng\u201c in einer Ecke der Halle zu sehen. \u201eInnovatives Schalten (englisch shift<\/i>) und \u201eIng\u201c f\u00fcr Ingenieur\u201c, erkl\u00e4rt Franz den gew\u00e4hlten Namen. An ihrem schicken beleuchteten Vorf\u00fchrmodell f\u00fcr Messebesuche zeigen die beiden Gr\u00fcnder das schnelle und effiziente Schalten ihres Systems. Am gr\u00f6\u00dferen Pr\u00fcfstand dahinter optimieren sie das vollst\u00e4ndige Schaltungssystem. \u201eDer von uns verbesserte Aktor erm\u00f6glicht 10-20 Mal schnelleres Schalten\u201c, so Sch\u00f6neberger.\u00a0<\/span><\/p>\n <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n \n \n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/section>\n\n\n\n\n\n

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\n An diesem Modell demonstriert InnoShiftIng das schnelle und pr\u00e4zise Schalten. (Foto: Anja St\u00f6riko) <\/p>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/section>\n\n\n\n\n

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\n Mehr Fahrkomfort durch ruckfreies Schalten <\/h3>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n
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Dazu tr\u00e4gt als zweites Element die verwendete Klauenkupplung bei: Wenn die \u201eKlauen\u201c beim Schalten pr\u00e4zise ineinandergreifen, ben\u00f6tigt dies beim Schalten weniger Kraft als bei klassischen <\/i>Kupplungen.<\/i> Am Modell l\u00e4sst sich beobachten, wie die Z\u00e4hne sanft ineinandergreifen. Um Klauenkupplungen sicher und komfortabel schalten zu k\u00f6nnen, m\u00fcssen die Winkel f\u00fcr das Ineinandergreifen perfekt miteinander synchronisiert werden. Daf\u00fcr werden Sensoren ben\u00f6tigt, die diese Winkel messen. Bisher st\u00f6ren h\u00e4ufig Verschmutzungen die Genauigkeit solcher Sensorfunktionen. Das Team von InnoShiftIng hat daher einen speziell angeordneten Differenzialwinkelsensor entwickelt, mit dessen Hilfe die Klauenkupplung zuverl\u00e4ssiger, kosteng\u00fcnstiger und einfacher arbeitet. Das winkelgenaue Einpassen verringert zudem den Verschlei\u00df im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Schaltsystemen. F\u00fcr dieses komplett ruckfreie, pr\u00e4zise Gang-Einlegen h\u00e4lt InnoShiftIng mittlerweile ein Patent. \u201eUnser System erh\u00f6ht durch schlaues Schalten den Fahrkomfort\u201c, sagt Franz. Der Maschinenbauer besch\u00e4ftigte sich im Rahmen seiner Promotion unter anderem mit Aktoren und deren Regelung\u00a0<\/span><\/p>\n

Die beiden Gr\u00fcnder haben sich vor acht Jahren als wissenschaftliche Mitarbeiter am IMS an der TUDa kennengelernt und gemeinsam die Idee f\u00fcr verbesserte Schaltungssysteme f\u00fcr Elektroautos verfeinert. Im Januar 2023 gr\u00fcndeten sie mit Hilfe eines EXIST-Stipendiums des Bundes die InnoShiftIng GmbH. Das HIGHEST-Team unterst\u00fctzte sie bei den F\u00f6rder- und mittlerweile sechs Patentantr\u00e4gen. Und die TUDa stellt ihnen Platz zum Forschen und Konstruieren sowie B\u00fcrofl\u00e4che zu Verf\u00fcgung. Am Antriebspr\u00fcfstand des IMS in derselben Halle k\u00f6nnen sie ihr Schaltsystem unter verschiedenen Bedingungen testen.<\/p>\n

Ihren optimierten Aktor und Sensor f\u00fcr die Klauenkupplung erg\u00e4nzten die beiden Gr\u00fcnder um eine verbesserte Getriebesteuerung. Eine intelligente Software passt dabei das Schaltverhalten des Automatikgetriebes optimal an die jeweilige Fahrsituation an. Sie erm\u00f6glicht komfortable und schnelle Gangwechsel. \u201eIn dieser Kombination l\u00e4sst sich f\u00fcr den Antrieb einiges einsparen\u201c, so Franz. An ihrem Modell zeigt er, dass der Schaltvorgang sich von urspr\u00fcnglich 500 Millisekunden mit Hilfe der Neuerungen auf 20 Millisekunden senken l\u00e4sst. Mit diesem Modell waren sie schon auf einigen Fachmessen und -konferenzen: \u201eDa finden wir das richtige Publikum f\u00fcr unsere Erfindung\u201c. Um Preise und Auszeichnungen haben sie sich hingegen bewusst nicht beworben: \u201eDazu ist unsere Erfindung zu speziell und wenig allgemeinverst\u00e4ndlich\u201c.<\/p>\n <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n \n \n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/section>\n\n\n\n\n\n

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\n Die Zweigangschaltung von InnoShiftIng: Auf Impuls des Steuerger\u00e4ts verschiebt der Aktor (links) die Klauenkupplung, sodass diese positionsgeregelt ineinandergreifen. Die Daten zum Schaltvorgang werden aufgezeichnet (unten). (Foto: Anja St\u00f6riko) <\/p>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/section>\n\n\n\n\n

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\n Interessierte Industriepartner <\/h3>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n
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Doch Fachleute sehen durchaus die Vorteile einer Mehrgangschaltung bei Elektroautos, wie sie bisher nur bei wenigen teuren Elektroautos eingebaut wird. Solche Schaltungssysteme stammen bislang \u00fcberwiegend aus konventionellen Getrieben. InnoShiftIng habe mit ihrer speziell f\u00fcr Elektroautos entwickelten Kombination aus optimiertem Aktor, Sensoren, Klauenkupplung und Getriebesteuerung gute Chancen am zuk\u00fcnftigen Markt, sind die Gr\u00fcnder \u00fcberzeugt: Sie sei kompakter, komfortabler und g\u00fcnstiger als bisherige Automatikschaltungen. Zwei Industriepartner haben sie bereits; nun gelte es, weitere Firmen f\u00fcr die Serienproduktion zu finden. Das weiter optimierte, fast serienfertige Modell ist nochmal um ein Drittel kleiner, zeigt Sch\u00f6neberger am Beispiel des faustgro\u00dfen Aktors. Daf\u00fcr suchen sie nun einen Produzenten.\u00a0<\/span><\/p>\n

Ihr Ziel ist, m\u00f6glichst vielen Autoherstellern und Zulieferern ihr Knowhow und ihre Patente des Schaltsystems zur Verf\u00fcgung zu stellen. \u201eVermutlich dauert es in Deutschland etwa vier Jahre, bis so etwas in Serie geht\u201c, sch\u00e4tzt Sch\u00f6neberger.\u00a0<\/span><\/p>\n <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n \n \n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/section>\n\n\n\n\n\n

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\n Weniger CO2, Schadstoffe, Energie und Ressourcen <\/h3>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n
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Je nach Auftragslage wollen sie dann ihre Produktpalette ausweiten, etwa auch auf LKWs, die bei hoher Zugkraft auf ein Mehrgang-Getriebe angewiesen sind. In diesem Jahr planen sie, eine:n Wirtschaftsingenieur:in einzustellen, auf Messen und Konferenzen neue Kontakte zu kn\u00fcpfen und Partner f\u00fcr die Produktion zu finden. \u201eWir wollen mit Lizenzen Geld verdienen\u201c, sagt Sch\u00f6neberger, \u201ezudem die Schaltung optimieren und weiterentwickeln, und Anpassungen als Dienstleistungen anbieten\u201c. Er ist \u00fcberzeugt, dass die Hersteller die Vorteile erkennen: Kleinere Batterien und Antriebe oder eben eine gr\u00f6\u00dfere Reichweite seien attraktiv und besser f\u00fcr die Umwelt. Ein gutes Kosten-Nutzen-Verh\u00e4ltnis und eine hohe Effizienz werden f\u00fcr Kunden und Hersteller von Elektroautos immer wichtiger. Das Schaltungssystem von InnoShiftIng mit innovativem mehrg\u00e4ngigem Schaltgetriebe verursacht schon bei der Herstellung des Elektroautos weniger CO2<\/sub>– und Schadstoffemissionen und verbraucht weniger Ressourcen wie Lithium und Selten-Erden. Zudem profitieren die Nutzer vom geringeren elektrischen Verbrauch und damit reduzierten Kosten.<\/p>\n <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n \n \n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/section>\n\n\n\n\n\n

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\n Intellectual Property \u00fcber IP4Shares von TUDa \u00fcbernommen <\/h3>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n \n \n \n \n \n \n
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Die beiden Mitdrei\u00dfiger wirken gelassen und blicken optimistisch in die Zukunft: \u201eMit unserer Projekterfahrung k\u00f6nnen wir die Chancen gut absch\u00e4tzen und Angebote entsprechend formulieren\u201c. Zudem seien sie breit aufgestellt mit Patenten auf ihrer Hardware und selbst entwickelter Software. Im Februar 2024 haben sie das f\u00fcr ihre Gr\u00fcndung<\/a> relevante geistige Eigentum (intellectual property<\/i>, IP) nach dem Modell IP4Share von der TUDa \u00fcbernommen – im Gegenzug erh\u00e4lt die TU virtuelle Anteile am Unternehmen. Das ist der n\u00e4chste Schritt in ihre Unabh\u00e4ngigkeit. Das InnoShiftIng-Team ist sich sicher: Dem mehrg\u00e4ngigen Elektroauto geh\u00f6rt die Zukunft. Und sie sind dabei: \u201eVor einigen Jahren war die elektrische Mehrg\u00e4ngigkeit nur eine Randnotiz – jetzt ist sie bei elektrischen LKW voll angekommen und wird von namhaften Fahrzeugherstellern in Gro\u00dfserie eingef\u00fchrt\u201c, begeistert sich Sch\u00f6neberger.\u00a0<\/span><\/p>\n

Text und Fotos: Anja St\u00f6riko<\/p>\n <\/div>\n \n \n \n <\/div>\n\n \n \n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/section>\n\n\n\n\n\n

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\n Daniel Franz (links) und Daniel Sch\u00f6neberger von InnoShiftIng mit ihrem optimierten Schaltungssystem f\u00fcr Mehrganggetriebe. (Foto: Anja St\u00f6riko) <\/p>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n \n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/section>\n\n\n\n\n

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